• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Dysk akrecyjny



    Podstrony: 1 [2] [3] [4]
    Przeczytaj także...
    Akrecja – w astronomii terminem tym określa się opadanie rozproszonej materii na powierzchnię ciała niebieskiego w wyniku działania grawitacji. Zjawisku temu może towarzyszyć wydzielanie dużej ilości energii w postaci promieniowania elektromagnetycznego, gdy opadająca materia wyświeca część utraconej grawitacyjnej energii potencjalnej. Szczególnie widowiskowa jest akrecja na obiekty zwarte – białe karły, gwiazdy neutronowe czy czarne dziury. Uważa się, że mechanizmem „zasilającym” aktywne jądra galaktyk jest właśnie akrecja materii na supermasywną czarną dziurę.Galaktyka (z gr. γαλα – mleko) – duży, grawitacyjnie związany układ gwiazd, pyłu i gazu międzygwiazdowego oraz niewidocznej ciemnej materii. Typowa galaktyka zawiera od 10do 10 gwiazd orbitujących wokół wspólnego środka masy.
    Artystyczna wizja powstawania dysku akrecyjnego

    Dysk akrecyjny – wirująca struktura uformowana przez pył i gaz, opadający (poprzez zjawisko akrecji) na silne źródło grawitacji.

    Grawitacja (ciążenie powszechne) – jedno z czterech oddziaływań podstawowych, będące zjawiskiem naturalnym polegającym na tym, że wszystkie obiekty posiadające masę oddziałują na siebie wzajemnie przyciągając się.Foton (gr. φως – światło, w dopełniaczu – φοτος, nazwa stworzona przez Gilberta N. Lewisa) jest cząstką elementarną, nie posiadającą ładunku elektrycznego ani momentu magnetycznego, o masie spoczynkowej równej zero (m0 = 0), liczbie spinowej s = 1 (fotony są zatem bozonami). Fotony są nośnikami oddziaływań elektromagnetycznych, a ponieważ wykazują dualizm korpuskularno-falowy, są równocześnie falą elektromagnetyczną.

    Obiektem centralnym przyciągającym grawitacyjnie wirującą materię jest najczęściej czarna dziura, gwiazda neutronowa, biały karzeł bądź młoda gwiazda. Dyski akrecyjne różnią się od struktury typu pierścieni Saturna opadaniem materii ku centrum grawitacyjnemu w wyniku działania lepkości. Siły lepkie są niezbędne, aby materia obdarzona momentem pędu i znajdująca się na orbicie w przybliżeniu kołowej mogła zacieśnić orbitę.

    Orbita fotonowa - szczególna orbita fotonu wokół czarnej dziury, która charakteryzuje się tym, że odległość fotonu od centrum pola grawitacyjnego nie ulega zmianie w trakcie ruchu. Fotony krążą po takiej orbicie nie oddalając się ani nie zbliżając do czarnej dziury. W przypadku nierotującej czarnej dziury (rozwiązanie Schwarzschilda), orbita fotonowa znajduje się w odległości 1,5 promienia Schwarzschilda od centrum grawitacji, czyli wyraźnie ponad horyzontem czarnej dziury. Jest to orbita kołowa o najmniejszym możliwym promieniu – cząstki materialne mają orbity kołowe o promieniu zawsze większym od orbity fotonowej. Orbita fotonowa jest niestabilna, najmniejsze zaburzenie w ruchu fotonu spowoduje jego ucieczkę do nieskończoności lub spadnięcie pod horyzont czarnej dziury. Jeżeli czarna dziura rotuje (rozwiązanie Kerna), to ruch fotonu w płaszczyźnie równikowej zależy od tego, czy foton krąży po orbicie zgodnej czy przeciwnej do kierunku rotacji czarnej dziury. Istnieją wówczas dwie orbity fotonowe. Istnienie całej sfery orbit fotonowych nie tylko w płaszczyźnie równikowej, badał Teo (2003).Tarcie (pojęcie fizyczne, jeden z oporów ruchu) to całość zjawisk fizycznych towarzyszących przemieszczaniu się względem siebie dwóch ciał fizycznych (tarcie zewnętrzne) lub elementów tego samego ciała (tarcie wewnętrzne) i powodujących rozpraszanie energii podczas ruchu.

    Zacieśnianiu orbity kołowej towarzyszy przekazanie części momentu pędu zewnętrznym obszarom dysku akrecyjnego oraz zamiana części energii potencjalnej na ciepło, a także wzrost prędkości liniowej cząstek. Wytworzone ciepło jest wyświecane jako promieniowanie elektromagnetyczne. Zakres widmowy tego promieniowania zależy od typu obiektu centralnego: dyski akrecyjne wokół młodych gwiazd świecą w podczerwieni, dyski akrecyjne wokół gwiazd neutronowych i czarnych dziur świecą w zakresie rentgenowskim, zaś dyski akrecyjne w kwazarach widoczne są przede wszystkim w zakresie optycznym i nadfioletowym.

    Ciepło w fizyce – jeden z dwóch, obok pracy, sposobów przekazywania energii wewnętrznej układowi termodynamicznemu. Jest to przekazywanie energii chaotycznego ruchu cząstek (atomów, cząsteczek, jonów).Tor ruchu (trajektoria) – w kinematyce krzywa zakreślana w przestrzeni przez poruszające się ciało. Jeżeli wypadkowa siła działająca na ciało wynosi 0, wówczas z I zasady dynamiki Newtona wynika, że ciało porusza się po torze prostoliniowym. Jeżeli na poruszające się ciało działa niezrównoważona siła, której kierunek nie jest styczny do toru ruchu, wówczas tor ruchu jest krzywoliniowy.

    Na dyski akrecyjne formujące się wokół czarnych dziur działają znaczne siły grawitacyjne, a lepkość powoduje duże tarcie, szczególnie tuż przy horyzoncie. W galaktycznych czarnych dziurach, takich jak Cygnus X-1, materia rozgrzewa się wtedy do temperatury rzędu miliona kelwinów, emitując promieniowanie rentgenowskie. Dyski w kwazarach nie są tak gorące, ale za to niezwykle jasne – mogą emitować więcej promieniowania niż całe galaktyki.

    Temperatura barwowa – temperatura ciała doskonale czarnego, w której wysyła ono promieniowanie tej samej chromatyczności, co promieniowanie rozpatrywane. Innymi słowy, jest to obiektywna miara wrażenia barwy danego źródła światła, np.:Lepkość (tarcie wewnętrzne, wiskoza) – właściwość płynów i plastycznych ciał stałych charakteryzująca ich opór wewnętrzny przeciw płynięciu. Lepkością nie jest opór przeciw płynięciu powstający na granicy płynu i ścianek naczynia. Lepkość jest jedną z najważniejszych cech płynów (cieczy i gazów).

    Opadająca materia dysku akrecyjnego może pochodzić od gwiazdy-towarzysza, jak np. w układach podwójnych gwiazd, takich jak rentgenowskie układy podwójne czy gwiazdy zmienne wybuchowe (układy kataklizmiczne), gdzie oddziaływanie jednej gwiazdy powoduje wysysanie materii z powierzchni gwiazdy drugiej. Najczęściej ma to miejsce, gdy jedna z gwiazd wypełnia swoją powierzchnię Roche’a, ale zjawisko akrecji może też następować, jeżeli jedno z ciał charakteryzuje silny wiatr gwiazdowy. Także wtedy druga z gwiazd ma możliwość przejmowania części tego wiatru i następuje tworzenie się dysku akrecyjnego. Moment pędu akreowanej materii pochodzi w obu przypadkach z orbitalnego ruchu dwóch gwiazd.

    Pulsar rentgenowski – typ rentgenowskiego układu podwójnego składający się z gwiazdy neutronowej o bardzo silnym polu magnetycznym i gwiazdy ciągu głównego.Kelwin – jednostka temperatury w układzie SI równa 1/273,16 temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody, oznaczana K. Definicja ta odnosi się do wody o następującym składzie izotopowym: 0,00015576 mola H na jeden mol H, 0,0003799 mola O na jeden mol O i 0,0020052 mola O na jeden mol O.

    Opadająca materia może też pochodzić z protoobłoku gęstego gazu i pyłu, znajdującego się wokół obiektu centralnego, wokół młodych gwiazd i protogwiazd. Masywne czarne dziury w jądrach galaktyk czerpią materię z ośrodka międzygwiazdowego galaktyki macierzystej. W szczególnych przypadkach możliwe jest krótkotrwałe uformowanie się dysku akrecyjnego w wyniku przechwycenia i rozerwania przez czarną dziurę przypadkowo przelatującej gwiazdy.

    Dysk protoplanetarny – zagęszczenie pyłów i gazów wokół młodej gwiazdy w kształcie dysku. Zaczyna powstawać jeszcze przed rozpoczęciem reakcji jądrowej w centrum układu (protogwiazdy). Materia, z której się składa, pochodzi z obłoku wokół gwiazdy.Soczewkowanie grawitacyjne – zakrzywienie promieni świetlnych w polu grawitacyjnym masywnego ciała niebieskiego prowadzące do ich skupienia. Efektem soczewkowania grawitacyjnego jest obserwowane pojaśnienie źródła oraz pojawianie się pozornych ciał niebieskich – obrazów ciał rzeczywistych.

    Mechanizm lepkości[]

    Pierwsze kompletne teoretyczne modele dysków akrecyjnych formułowano w oparciu o założenie, że im większe jest ciśnienie w dysku, tym większa też i lepkość (Shakura i Sunyaev 1973). Balbus i Hawley, opierając się na równaniach magnetohydrodynamiki, pokazali w 1991, że rozwijające się w dysku akrecyjnym nieuporządkowane pole magnetyczne powoduje właśnie pożądany efekt przekazywania momentu pędu plazmy i spływ materii do środka.

    Biały karzeł – niewielki (rzędu rozmiarów Ziemi) obiekt astronomiczny składający się ze zdegenerowanej materii, emitujący m.in. promieniowanie widzialne. Powstaje po ustaniu reakcji jądrowych w gwieździe o małej lub średniej masie. Mało masywne gwiazdy (od 0,08 do 0,4 M☉) nie osiągają w trakcie swojej ewolucji warunków wystarczających do zapłonu helu w reakcjach syntezy termojądrowej i powstają z nich białe karły helowe. Średnio masywne gwiazdy (od 0,4 do ok. 4 mas Słońca) spalają hel dając białe karły węglowe, lub węglowo-tlenowe. Pozostałością gwiazd o masach w zakresie 4-8 mas Słońca (na ciągu głównym) są białe karły z domieszką tlenu, neonu i magnezu.Dżet, inaczej struga – skolimowany strumień plazmowej materii wyrzucany z relatywistycznymi prędkościami z biegunów jądra galaktyki lub gwiazdy. Pierwszy dżet został zaobserwowany przez H. Curtisa w roku 1918 w galaktyce eliptycznej M87 w gromadzie Panny, jako jasny promień świetlny połączony z jądrem galaktyki. W latach 1960 obserwacje radiowe wielu galaktyk pokazały istnienie rozciągłych struktur radiowych, w skład których wchodzi zwarte jądro, radioobłoki oraz łączące je dżety.


    Podstrony: 1 [2] [3] [4]



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Promieniowanie rentgenowskie (promieniowanie rtg, promieniowanie X, promienie X) – rodzaj promieniowania elektromagnetycznego, które jest generowane podczas wyhamowywania elektronów. Długość fali mieści się w zakresie od 10 pm do 10 nm. Zakres promieniowania rentgenowskiego znajduje się pomiędzy nadfioletem i promieniowaniem gamma.
    Akrecja sferyczna – sferycznie symetryczne opadanie materii na obiekt centralny pod wpływem jego przyciągania grawitacyjnego.
    Akrecja kolumnowa - zjawisko ukierunkowania procesu akrecji w układzie podwójnym gwiazd na bieguny magnetyczne gwiazdy, zachodzące w polarach, czyli gwiazdach typu AM Her. Zjawisko zachodzi, gdy gęstość energii w dysku akrecyjnym jest mniejsza niż gęstość energii pola magnetycznego gwiazdy centralnej. Występuje najczęściej w przypadku silnie magnetycznych gwiazd neutronowych i białych karłów, a ze względu na obserwowane własności obiekty takie należą odpowiednio do klasy polarów i polarów pośrednich oraz pulsarów rentgenowskich. Opadanie w stronę gwiazdy w większej odległości od powierzchni gwiazdy następuje z prędkością naddźwiękową, blisko powierzchni gwiazdy formuje się fala uderzeniowa. Opadająca materia silnie świeci w zakresie rentgenowskim, szczególnie obszar pomiędzy frontem fali a powierzchnią gwiazdy.
    Ogólna teoria względności (OTW) – popularna nazwa teorii grawitacji formułowanej przez Alberta Einsteina w latach 1907–1915, a opublikowanej w roku 1916.
    Energia potencjalna – energia jaką ma układ ciał umieszczony w polu sił zachowawczych, wynikająca z rozmieszczenia tych ciał. Równa jest pracy, jaką trzeba wykonać, aby uzyskać daną konfigurację ciał, wychodząc od innego rozmieszczenia, dla którego umownie przyjmuje się jej wartość równą zero. Konfigurację odniesienia dla danego układu fizycznego dobiera się zazwyczaj w ten sposób, aby układ miał w tej konfiguracji minimum energii potencjalnej. Podobnie jak pracę, energię potencjalną mierzy się w dżulach [J].
    Droga Mleczna – galaktyka spiralna z poprzeczką, w której znajduje się m.in. nasz Układ Słoneczny. Droga Mleczna nazywana jest też po prostu Galaktyką. Ale wtedy dla odróżnienia od innych galaktyk pisana wielką literą "G". Zawiera od 100 (według starszych szacunków) do 400 miliardów (według nowszych szacunków) gwiazd. Ma średnicę około 100 000 lat świetlnych i grubość ok. 1000 lat świetlnych.
    Kwazar (z ang. quasar – quasi-stellar radio source lub też QSO – quasi-stellar object, dosłownie "obiekt gwiazdopodobny emitujący fale radiowe") – zwarte źródło ciągłego promieniowania elektromagnetycznego o ogromnej mocy, pozornie przypominające gwiazdę. W rzeczywistości jest to rodzaj aktywnej galaktyki.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.021 sek.